«Богатство земли русской Сибирью прирастать будет и морями студеными», — писал Михаил Ломоносов. Осваивая Сибирь, мы обычно опускали последние слова этой цитаты. Но как же весомо они звучат сегодня, когда изучена геология не только суши, но и шельфа, то есть прибрежной мелководной части морей. Почти весь российский шельф располагается в холодных морях Северного Ледовитого океана и Охотского моря. Его протяженность у берегов России составляет 21% всего шельфа Мирового океана. Около 70% его площади перспективны с точки зрения полезных ископаемых, в первую очередь нефти и газа.
На шельфе содержится четверть наших запасов нефти и половина запасов газа. Распределены они следующим образом: Баренцево море — 49%, Карское — 35%, Охотское — 15%. И лишь менее 1% находится в Балтийском море и на нашем участке Каспия.
Разведанные запасы на шельфе Северного Ледовитого океана составляют 25% мировых запасов углеводородного сырья. Чтобы понять, что это значит для нашей страны, напомним некоторые факты. Нефть и газ обеспечивают 20% внутреннего валового продукта России, они являются главными статьями нашего экспорта, давая более половины его доходов. Однако основные их месторождения на суше уже частично выработаны, а в Татарии и Западной Сибири — истощены. По прогнозам, при существующих темпах добычи эксплуатируемых месторождений России нефти хватит лет на 30. Прирост разведанных запасов в настоящее время не покрывает добываемого количества.
О том, что такое континентальный шельф и каково его происхождение, журнал «Наука и жизнь» уже рассказывал (см. статью «Континентальный шельф: «ахиллесова пята» океана» в № 6, 2004 г.). Там, где побережье носит равнинный характер и плавно уходит в море, шельф выступает как бы продолжением суши под водой, имея при этом ту же геологическую структуру. Если нефть и газ добывают в прибрежных районах, то почти наверняка их можно обнаружить и в глубинах морского дна. Уже сегодня в мире каждую третью тонну нефти добывают в море.
Нефть и газ, эти родные ископаемые «братья», образовались и залегают в одних и тех же материнских породах — в многокилометровых осадочных толщах, накопившихся на дне древних морей. Толщи эти не однородны, а расчленены на много пластов разного возраста. Бывает, что поверх нефтяной залежи в том же пласте находится газовая «шапка». Нефть и газ залегают в пористых пластах, сложенных в основном песчаниками и известняками, от древнейших — девонского периода (их возраст порядка 1,5 млрд лет) и до самых молодых — неогеновых, которым всего-то 20 млн лет. Месторождение считается нефтяным или газовым в зависимости от того, что преобладает. Средняя глубина залегания месторождений — около 3 км, хотя встречаются залежи и на глубине 7 км. В дальнейшем для краткости будем говорить только о нефти, поскольку для общей оценки запасов по их энергетическим свойствам нередко указывают нефть, пересчитывая запасы газа в нефтяной эквивалент (1 тыс. м3 газа приравнивается к 1 т нефти).
В богатейшей нефтью Западной Сибири толщина осадочных пород более 10 км. Больший объем и глубина погруженности осадочной толщи, как правило, свидетельствуют и о бoльших потенциальных ресурсах. Вопрос только в том, созрела ли накопленная органика до стадии нефти. На созревание требуется уж никак не менее 10 млн лет, да еще и высокая температура. Бывает так, что местами нефтеносные пласты не накрыты сверху толщей непроницаемых пород, например глинами или солями. Тогда не только газ, но и все легкие фракции нефти испаряются и образуются огромные запасы битумов. По калорийности они почти не уступают нефти; запасы сырья огромны и залегают неглубоко, но подступиться к битумным залежам почти невозможно: низкая текучесть препятствует практической разработке.
Наибольшая толщина осадочного чехла в России — в районе Каспия, там она достигает рекордных 25 км! Современное Каспийское море — это жалкие «усохшие» остатки древнейшего тепловодного моря. Поэтому-то здесь и наслоилось столько осадочных отложений, накопивших огромные запасы нефти (см. статью «Большая нефть Каспия», «Наука и жизнь» № 12, 2002 г.).
У России самая большая протяженность морских границ и соответственно морского шельфа. Бoльшая его часть находится в Ледовитом океане, суровом и холодном, почти круглый год покрытом льдом. На востоке Россию омывают моря Тихого океана. В зимние месяцы они затянуты льдом от берегов Чукотки и почти до южной оконечности Сахалина. Но под водой и ледяными полями лежат богатые нефтеносные структуры и уже открытые месторождения (структура становится месторождением, когда из пробуренной на ней скважины получен промышленный приток нефти, газа и уже можно примерно оценить запасы).
Путешествуя вдоль морских границ России, посмотрим, что открыто на шельфе, что добывают рядом на берегу, взглянем на геологию берега и шельфа, а точнее, на осадочную толщу. Следует сразу отметить, что шельфы морей в среднем изучены всего на 7%, в то время как основные сухопутные нефтегазоносные регионы — более чем на 50%. Поэтому мы можем говорить только о потенциальных шельфовых запасах.
ВДОЛЬ МОРСКИХ ГРАНИЦ РОССИИ
Со школьных лет мы знакомы с географической картой нашей страны, с зелеными пятнами низменностей и коричневыми, разных оттенков, горами. Но очень мало кто видел подобную же карту рельефа морского дна, особенно Ледовитого океана, — она появилась совсем недавно.
Начнем более детальный осмотр шельфа с границы с Норвегией. Конечно, на суше она определена точно — до метра, ведь эти небольшие километры были единственной нашей сухопутной границей со странами — членами НАТО. Далее же на север линия раздела дна Баренцева моря до сих пор не зафиксирована. Это объясняется тем, что еще в 1926 году правительство СССР объявило морскую границу продолжением точно на север границы сухопутной. Так она и обозначена на всех отечественных картах и в атласах. Долгое время граница вполне устраивала нашего соседа — Норвегию. Но настали другие времена. В 1982 году была принята Международная конвенция по морскому праву, которую подписали и мы. А она рекомендует проводить границу раздела морского дна по срединной линии между берегами принадлежащих странам территорий. (Так недавно мы и поделили Каспий с соседями — Казахстаном и Азербайджаном). В случае с российско-норвежской границей линия должна проходить посередине между берегами Новой Земли и Земли Франца-Иосифа, принадлежащими России, и берегами Шпицбергена и самой Норвегии. Оказалось, что эта срединная линия проходит восточнее от объявленной нами в 1926 году границы. В результате появился значительный (несколько десятков тысяч квадратных километров) участок морского дна, на который претендуют оба государства. По прогнозам, этот участок дна моря содержит большие запасы углеводородов. Причем условия добычи достаточно легкие: небольшая глубина и нет льда — ведь здесь проходит ветвь Гольфстрима, потому-то порт в Мурманске незамерзающий и зима на Кольском полуострове сравнительно теплая.
Двинемся дальше на восток. По геологическому строению весь Кольский полуостров — это часть выходящего на поверхность Балтийского щита, образованного древними изверженными породами. Их возраст на поверхности может достигать 3 млрд лет, а возраст Земли — всего-то 6 млрд. Неслучайно именно здесь, у границы с Норвегией, бурили Кольскую сверхглубокую скважину для изучения глубинного строения Земли (см. «Наука и жизнь» № 5, 2002 г.). Она достигла самой большой в мире глубины — более 12 км! Осадочных пород здесь нет, и нефти тоже нет. Но сушу омывает Баренцево море, а под дном его, в некотором удалении от берега, лежит большая осадочная толща — там и в древние времена было огромное море, по-видимому, теплое и мелкое, иначе не выпало бы столько осадков с органикой. И следовательно, у дна моря иное геологическое строение, чем у суши. Потому-то здесь и обнаружены значительные запасы углеводородов.
За Кольским полуостровом — узкое горло Белого моря, окраина Балтийского щита. Поверх изверженных пород лежат осадочные. Но какая же здесь нефть — осадочная толща едва наросла до 500—600 м и еще не опустилась вглубь.
Следуем на восток. Миновали полуостров Канин, за ним остров Колгуев и Печорское море. На берегу леса сменились тундрой, а под ними — многокилометровая осадочная толща. Здесь, у Печоры, и далее на юг расположены мощные нефтегазовые месторождения. Нефтяники называют этот район Тимано-Печорской нефтегазоносной провинцией. И неслучайно, что на шельфе Печорского моря (оно сравнительно небольшое, и на крупномасштабных картах его не выделяют, считая частью Баренцева моря) находятся крупнейшие залежи нефти и газа. Они уходят на север, в Баренцево море, вдоль всего западного побережья Новой Земли, но близко к ней не подходят — Новая Земля является продолжением древних Уральских гор, и осадочных пород здесь нет.
Переваливаем за Урал, а в море — за Новую Землю. Взглянем на полуостров Ямал и восточный берег Обской губы. Они буквально усыпаны нефтегазовыми месторождениями, крупнейшие из которых — Ямбургское газовое, Уренгойское и Медвежье нефтяные. В самой Обской губе в 2004 году открыли два новых месторождения. Все месторождения как бы нанизаны на нитку, протянувшуюся с юго-востока на северо-запад. Дело в том, что глубоко под землей находится большой древний тектонический разлом, вдоль которого и сгруппированы месторождения. Вдоль разлома из глубин земли выделяется больше тепла, что способствует ускорению образования нефти из органики в древней осадочной толще. Итак, в Баренцевом и Карском морях сосредоточено 84% уже известных запасов всего шельфа России. А на берегу, южнее, расположена огромная Западно-Сибирская низменность, в которой находится 63% наших сухопутных ресурсов нефти. Все это — дно единого древнего моря, существовавшего в течение многих геологических эпох. Здесь-то и находится основная наша кормилица — Западно-Сибирская нефтяная провинция. Полуостров Ямал славен еще и тем, что Россия добывает на нем почти 80% газа. На соседнем шельфе, по-видимому, сосредоточено 95% запасов газа всего нашего шельфа. Отсюда начинаются основные российские газопроводы, по которым газ уходит в страны Западной Европы.
Продолжим путешествие вдоль побережья. Далее, на восток, находятся устье Енисея и Таймырский полуостров. У Енисея низменность Западной Сибири сменяется Сибирской платформой, тянущейся до устья Лены, на которой местами на поверхность выходят древние изверженные породы. Небольшой прогиб платформы с шестикилометровым слоем осадков огибает Таймырский полуостров с юга от устья Енисея до Хатанги, но нефти в нем нет.
Геология севера Восточной Сибири изучена еще очень слабо. Но общее геологическое строение этой горной страны указывает, что нефть приурочена к прогибам, где есть осадочный чехол. А вот дальше на восток, у берега моря, геология уже иная — здесь под дном Ледовитого океана лежит многокилометровая осадочная толща (после поднятия суши она местами «вылезла» и на берег), перспективная на нефть и газ, но почти совсем не изученная. Исследования с поверхности затруднены круглогодичными льдами, а бурение дна тут пока не проводилось.
Обогнем Чукотку: на ней местами велись поиски нефти и разведочное бурение. Следующий участок шельфа, где находятся 15% запасов, — уже побережье Тихого океана, от севера Камчатки до юга Сахалина. Правда, нефтяные вышки промыслов увидим только на северном Сахалине, где нефть добывают с 1927 года. Геология шельфа у острова повторяет геологию суши. Вернее было бы сказать, что лишь на северном Сахалине древний шельф «слегка обсох». Отдельные месторождения шельфа Сахалина почти «выползли» на сушу. Морские месторождения, площадь которых и запасы во много раз превышают сухопутные, тянутся вдоль всего восточного берега Сахалина и уходят на север. Часть месторождений была открыта еще в 70-е годы прошлого века. Прогнозируемые извлекаемые запасы шельфа Сахалина — более 1,5 млрд т (извлекаемые запасы составляют примерно 30% выявленных). Для сравнения: вся Западная Сибирь имеет 9,1 млрд т доказанных запасов. Первая промышленная нефть шельфа России получена на Сахалине в 1998 году, но это отдельная история.
Осталось взглянуть на шельф Каспийского, Черного, Азовского и Балтийского морей, хотя протяженность его составляет лишь небольшую часть российского, а на карте он едва виден. Согласно оценкам, российская часть шельфа Каспия содержит около 13% всех его запасов (основные принадлежат Казахстану и Азербайджану). У Кавказского побережья Черного моря нефть может быть в глубоководной (глубина 1,5—2 км) его части и совсем немного — в Азовском море. Но Азовское море маленькое и поделено между двумя странами. Украина ведет там добычу газа.
И, наконец, завершая путешествие по морям, посмотрим на Балтику. Балтийское море по сравнению с морями Ледовитого океана невелико, а государств много, но здесь, в Калининградской области, недалеко от берега, рядом с Куршской косой, в 1983 году обнаружена нефть на малых глубинах. В 2004 году начата ее промышленная добыча. Запасы по российским меркам, не столь велики — менее 1 млн т, но условия добычи значительно легче, чем в Ледовитом океане. Наличие нефти в этом месте не является сюрпризом, рядом на берегу ее добывают давно, и запасы больше.
ПЕРВЫЕ ШАГИ В ОСВОЕНИИ СЕВЕРНОГО ШЕЛЬФА
В мире на шельфе и прибрежных акваториях сегодня добывают 35% нефти и около 32% газа. Начало положено бурением первых морских скважин лет 50 тому назад в мелком и теплом Мексиканском заливе.
Опыт освоения богатств морского дна есть и в Европе. Уже более 30 лет в Северном море добычу с морских платформ ведут Норвегия и Англия и получают нефти столько, что суммарный экспорт этих двух стран соизмерим с российским. Норвегия благодаря добыче нефти стоит на первом месте по уровню жизни. Правда, здесь добыча ведется не на шельфе, а на дне Северного моря, имеющем иное геологическое строение. Кстати, добыча ведется не только в экономических зонах этих стран, а и вне их согласно международной договоренности о разделе дна между примыкающими странами.
Ожидается, что в России доля добычи углеводородов на шельфе к 2020 году составит 4% общего объема. На шельфе запасы изрядные, да только разрабатывать их значительно труднее и дороже. Нужны огромные инвестиции, которые начнут давать отдачу и прибыль не ранее чем лет через пять, а то и через десять. Например, для освоения морских богатств Каспия суммарные инвестиции за десять лет превысят 60 млрд долларов. В Ледовитом океане стоимость будет еще выше из-за суровых ледовых условий.
И тем не менее Россия приступила к освоению своего шельфового богатства. Только 15% запасов углеводородного сырья шельфа приходится на Охотское море. Но именно здесь, у Сахалина, в 1998 году группа иностранных компаний впервые в России начала промышленную добычу нефти с шельфа. В 2004 году добыли промышленную нефть и на шельфе Балтийского моря.
К освоению на шельфе Печорского моря намечены два крупнейших месторождения. Первое — нефтяное Приразломное, открытое в 1989 году и расположенное в 60 км от берега, где глубина около 20 м. Название неслучайно — месторождение находится рядом с тем самым глубинным разломом. Его запасы — 74 млн т извлекаемой нефти и 8,6 млрд м3 газа. При современном уровне технологии в России извлекают только порядка 30% выявленных запасов нефти, в западных странах — до 40%.
Уже имеется проект разработки Приразломного. Лицензии на его освоение получили российские компании. В центре будет установлена огромная ледостойкая платформа общим весом около 110 тыс. т с опорным основанием размером 126ґ126 м, состоящим из четырех супермодулей. В них расположатся 14 танков нефтехранилища на 120 тыс. т. Жилой модуль рассчитан на 200 человек. Это лишь несколько впечатляющих цифр, которые позволяют представить масштабы только одного сооружения, а потребуется целый комплекс. Платформу подобного ледового класса в мире еще не изготавливали. Слишком уж суровы условия добычи в этих краях: ведь навигация по Северному морскому пути идет в течение нескольких месяцев, да и то в сопровождении ледоколов. К тому же каждый год ледовая обстановка разная, и в начале навигации встает вопрос: как лучше проходить через льды в районе Новой Земли — огибать архипелаг с севера или пробираться через проливы в середине. А ведь планируется круглогодичная добыча с шельфа. Строительство платформы начато в 1998 году на крупнейшем заводе под Архангельском, который до этого строил подводные лодки.
Вслед за Приразломным, вероятнее всего, будет освоено Штокмановское газовое месторождение, крупнейшее в Арктике и в мире. Оно открыто в 1988 году на шельфе Баренцева моря, в 650 км к северо-востоку от Мурманска. Глубина моря там составляет 320—340 м. Запасы Штокмановского месторождения оцениваются в 3,2 трлн м3 газа, что соизмеримо с месторождениями на Ямале. Общий объем капитальных вложений в проект составит 18,7 млрд долларов, срок окупаемости — 13 лет. Подготавливается проект строительства крупнейшего завода по сжижению природного газа: тогда его можно будет везти и за море, в Канаду и Америку.
Еще недавно считали, что нефть океана сосредоточена именно на шельфе, но за последние 10—15 лет обнаружены гигантские месторождения и на глубинах моря 2—4 км. Это меняет установившиеся представления о местах скопления углеводородов на дне океана. Здесь не шельф, а континентальный склон. Такие месторождения уже успешно разрабатываются, например, в Бразилии.
Почему мы отстали от других стран в освоении шельфа, наверное, можно объяснить. У нас большие запасы на суше, их пока хватает и себе и на экспорт. А добыча на шельфе стоит примерно втрое дороже. Отечественные компании на столь суровый шельф не спешат: сейчас, при высоких ценах на нефть, выгоднее вкладывать деньги в уже освоенные месторождения. Только вот что мы будем делать, когда легкодоступная нефть закончится? Как бы не опоздать с разработкой своих собственных богатств.
Кандидат технических наук А. ОСАДЧИЙ